Корректирующее устройство для топливного насоса двигателя внутреннего сгорания с наддувом

 

1. КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОПЛИВНОГО НАСОСА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С НАДДУВОМ, содержащее размещенный в корпусе подпружиненный гидравлический порщень со щтоком и со сливным отверстием, связанный с дозирующим органом топливного насоса, и золотник перекрытия сливного «5 отверстия, размещенный внутри поршня и связанный с мембраной датчика давления наддува, ощичающееся тем, что, с целью улучшения качества корректирования подачи топлива, устройство снабжено взаимодействующими между собой дополнительным блокирующим золотником для перекрытия сливного отверстия и упругим звеном, причем блокирующий золотник связан с дозирующим органом топливного насоса, а упругое звено - с порщнем. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блокирующий золотник выполнен в виде полой гильзы с радиальным сливным отверстием и установлен на щтоке порщня с возможностью осевого перемещения. I 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что корпус снабжен упором ограничения (Л осевого перемещения блокирующего золотника . ОР со сх ю //35 / 24 3 Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4GD F 02 D 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ника.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3657522/25-06 (22) 31.10.83 (46) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) А. Т. Теренев, Л. М. Малышев и С. Н. Чистов (71) Ярославский завод топливной аппаратуры (53) 621.43.55 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3488995/25-06, кл. F 02 D 23/02, 1982. (54) (57) l. КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОПЛИВНОГО НАСОСА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С

НАДДУВОМ, содержащее размещенный в корпусе подпружиненный гидравлический поршень со штоком и со сливным отверстием, связанный с дозирующим органом топливного насоса, и золотник перекрытия сливного

-SU 1139872 A отверстия, размещенный внутри поршня и связанный с мембраной датчика давления наддува, отл,ичающееся тем, что, с целью улучшения качества корректирования подачи топлива, устройство снабжено взаимодействующими между собой дополнительным блокирующим золотником для перекрытия сливного отверстия и упругим звеном, причем блокирующий золотник связан с дозирующим органом топливного насоса, а упругое звено — с поршнем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блокирующий золотник выполнен в виде полой гильзы с радиальным сливным отверстием и установлен на штоке поршня с возможностью осевого перемещения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что корпус снабжен упором ограничения осевого перемещения блокирующего золот1139872

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам регулирования топливоподачи при осуществлении наддува в двигатель.

Известно корректирующее устройство для двигателя внутреннего сгорания с наддувом, содержащее размещенный в корпусе подпружиненный гидравлический поршень со штоком и со сливным отверстием, связанный с дозирующим органом топливного насоса, и золотник перекрытия сливного отверстия, размещенный внутри поршня и связанный с мембраной датчика давления наддува (1) .

Недостаток этого корректирующего устройства заключается в том, что продолжительность работы двигателя на стартовой подаче, момент ее отключения и начало ограничения наддувной подачи топлива не согласовано с частотой вращения двигателя, а находится в зависимости от давления рабо- чей жидкости, используемой в сервомоторе (масло в системе смазки двигателя), плотность и вязкость которой может изменяться в широких пределах. В результате этого ухудшаются пусковые качества двигателя, повышается дымность и токсичность отработавших газов, а также расход топлива.

Целью изобретения является улучшение качества корректирования подачи топлива.

Указанная цель достигается тем, что корректирующее устройство для топливного насоса двигателя внутреннего сгорания с наддувом, содержащее размещенный в корпусе подпружиненный гидравлический поршень со штоком и со сливным отверстием, связанный с дозирующим органом топливного насоса, и золОтник перекрытия сливного отверстия, размещенный внутри поршня и связанный с мембраной датчика давления наддува, снабжено взаимодействующими между собой дополнительным блокирующим золотником для перекрытия сливного отверстия и упругим звеном, причем блокирующий золотник связан с дозирующим органом топливного насоса, а упругое звено — с поршнем.

Кроме того, блокирующий золотник выполнен в виде полой гильзы с радиальным сливным отверстием и установлен на штоке поршня с возможностью осевого перемещения.

При этом корпус снабжен упором ограничения осевого перемещения блокирующего зол отн и к а .

На фиг. 1 схематически изображено корректирующее устройство перед пуском двигателя, продольный разрез; на фиг. 2 сервомотор корректирующего устройства в момент блокировки, продольный разрез; на фиг. 3 — то же, при работе двигателя, Сервомотор содержит корпус 1 с расточкой 2, гидравлический поршень 3, рабочую

45 камеру 4, образованную торцовыми повел" ностями поршня 3 и корпуса 1 и сое ную каналом через жиклер 5 с источникь.. давления рабочей жидкости (системой смазки двигателя) .

Пружина 6 сервомотора размещена между поршнем 3 и кольцом 7, закрепленным в корпусе 1. Между кольцом 7 и пружиной 6 установлена тарельчатая шайба 8. В отверстии 9 поршня 3 размещен золотник 10 сервомотора, выполненный в виде цилиндра с торцовым фланцем 11.

Золотник 10 снабжен сливным каналом

12 и запорными кромками 13 и 14. В поршне 3 выполнено сливное отверстие 15, соединяющее рабочую камеру 4 с отверстием 9 поршня. Поршень 3 снабжен штоком 16 с запорной кромкой 17 и сливным каналом 18, соединенным с отверстием 9 поршня.

Блокирующий золотник 19, скользящий по штоку 16 поршня 3, выполнен в виде полой гильзы с радиальным сливным отверстием 20, сообщенным с расточкой 2 корпуса I.

Между блокирующим золотником 19 и поршнем 3 размещено упругое звено, выполненное в виде пружины 21. Корпус 1 снабжен неподвижно закрепленным в нем упором 22 ограничения осевого перемещения блокирующего золотника 19.

Мембранный узел включает корпус 23, закрепленный на корпусе 1 сервомотора винтами 24, мембрану 25 датчика давления наддува, зажатую по контуру между корпусом 23 и крышкой 26 винтами 27.

Между мембраной 25 и крышкой 26 расположена герметичная полость 28, соединенная через трубопровод 29 с впускным патрубком двигателя (не показан).

В жестком центре 30 мембраны 25 закреплен регулирующий шток 31, законтренный гайкой 32.

На оси 33, закрепленной в корпусе 23, подвижно установлен двуплечий рычаг 34, одно из плеч которого опирается на шток 31 мембраны 25, а другое — на фланец 11 золотника 10. Пружина 35 мембраны установлена между фланцем 11 золотника 10 и регулируемым упором 36, размещенным в корпусе 23 и законтренным гайкой 37.

Корректирующее устройство крепится винтами 38 к корпусу 39 топливовпрыскивающего насоса. Дозирующий орган 40 снабжен регулируемым упором 41 и контргайкой 42.

Регулятор 43 частоты вращения содержит механический чувствительный элемент 44, прикрепленный на приводном валу 45 и посредством муфты 46, рычага 47, тяги 48 связанный с дозирующим органом 40 насоса.

Орган 40 прижат к штоку 16 поршня 3 пружиной 49 регулятора, затяжка которой определяется рычагом управления 50.

1139872

Отверстие 51 в корпусе 39 топливного насоса служит для отвода рабочей жидкости (масла) из расточки 2 корпуса 1 сервомотора.

Корректирующее устройство работает следующим образом.

Перед пуском двигателя в системе смазки двигателя и соответственно в рабочей камере 4 корректирующего устройства отсутствует давление масла, пружина 6 сервомотора сдвигает поршень 3 (фиг. 1) вправо до упора в корпус 1, в герметичной полости 28 отсутствует давление наддувочного воздуха, и пружина 35, действуя на фланец 11, перемешает золотник 10 влево и мембрану 25 (через рычаг 34, шток 31) до упора гайкой 32 в крышку 26.

При этом предварительный натяг пружины 49 установлен таким, что под действием его дозирующий орган 40, преодолевая усилие пружины 21, смещает блокирующий золотник 19 вправо до упора органа 40 в шток 16 поршня 3.

При этом рабочая камера 4 через сливное отверстие 15, сливной канал 12 золотника 10, отверстие 9, сливной канал 18, сливное отверстие 20 блокирующего золотника 19 и расточку 2 сообщается со сливом.

При пуске двигателя в системе смазки появляется давление масла, а так как давление наддувочного воздуха в герметичной полости 28 в этот момент практически отсутствует, то золотник поршня остается в исходном положении и через сливные отверстия 15 происходит слив масла.

После пуска увеличивающаяся частота вращения вала двигателя вызывает рост поддерживающей силы чувствительного элемента 44 центробежного регулятора 43.

При достижении определенной частоты вращения усилие грузов чувствительного элемента преодолевает предварительное натяжение пружины 49. При этом орган 40 под действием центробежного регулятора смещается влево, уменьшая подачу.

Блокирующий золотник 19 под действием пружины 21 также смещается влево вплоть до упора 22. В определенный момент сливное отверстие 20 блокирующего золотника 19 перекрывается запирающей кромкой 17 штока 16 поршня 3. Слив масла прекращается (см. фиг. 2). Поршень 3 под действием давления масла в рабочей камере 4, преодолевая усилие пружины 6, смещается влево относительно подвижного золотника 10, перекрывая запорной кромкой 14 слив масла через канал 12.

Поршень 3, смещаясь влево относительно блокирующего золотника 19, находящегося на упоре 22, открывает слив масла из отверстия 9 поршня через сливной канал 18 и сливное отверстие 20.

Перемещение поршня 3 происходит до тех пор, пока запорная кромка 13 золотника 10 не откроет слив масла из сливного отверстия 15 непосредственно в отверстие 9 поршня 3. Равновесное положение поршня сервомотора устанавливается при равенстве расхода рабочей жидкости (масла) через жиклер 5 и проходное сечение, образуемое сливным отверстием 15 поршня и запорной кромкой золотника 10.

При увеличении частоты вращения и нагрузки на двигатель давление наддувочного воздуха в герметичной полости 28 возрастает и мембрана 25, действуя через двуплечий рычаг 34 и преодолевая усилие пружины 35, перемещает золотник 10 вправо, увеличивая площадь проходного сечения для слива масла в паре поршень 3 — золотник 10.

Слив масла увеличивается, давление в рабочей камере уменьшается настолько, что пружины 6 и 49, действуя на поршень 3, преодолевают усилие масла, действующего на поршень со стороны рабочей камеры сервомотора, и перемещают последний вправо до установленного нового равновесного положения.

Рычаг 47 с дозирующим органом 40 под действием пружины 49 получают возможность перемещаться вправо, максимальная рабочая подача топлива увеличивается.

Величина максимальной наддувной топливоподачи ограничивается регулирующим винтом (не показан) регулятора 43 частоты вращения.

При уменьшении частоты вращения двигателя давление наддувочного воздуха в герметичной полости 28 уменьшается, усилие пружины 35 преодолевает усилие, действующее на мембрану со стороны герметичной камеры, золотник 10 перемещается влево, перекрывая проходное сечение слива, давление масла в рабочей камере 4 возрастает и поршень 3, преодолевая усилие пружин 6 и 49, перемещается влево до установления равновесного положения. Перемещение органа 40 в сторону увеличения подачи топлива ограничивается, т. е. максимальная рабочая подача топлива уменьшается.

Поршень 3 может перемещаться влево вслед за золотником 10, уменьшая максимальную рабочую подачу топлива, до упора гайки 32 штока 31 (мембраны 25) в крышку 26.

Величина минимальной наддувной топловоподачи регулируется упором 41 регулирующего органа 40. Таким образом, поршень 3 сервомотора, постоянно следуя за перемещениями золотника 10, управляемого мембраной, чувствительной к давлению наддувочного воздуха, выполняет роль подвижного упора, ограничивающего перемещение регулирующего органа топливовпрыски1139872 вающего насоса в сторону увеличения подачи топлива. Кроме того, корректирующее устройство обеспечивает увеличенную подачу топлива при пуске двигателя.

Момент перехода поршня из стартового в ограничивающее положение определяется взаимным расположением запорной кромки

17 штока 16 поршня 3 и сливного отверстия

20 блокирующего золотника 19 и через геометрические размеры этих деталей закладывается в конструкцию корректирующего устройства.

Упор 22, размещенный в корпусе 1 корректирующего устройства, ограничивает зону действия блокирующего золотника по перемещению регулирующего органа и одновременно предотвращает воздействие пружины 21 блокирующего золотника на работу центробежного регулятора частоты вращения в зоне малых подач топлива и особенно при режиме холостого хода.

При эксплуатации двигателя в случае нарушений в режиме работы турбокомпрессора и падения давления наддувочного воздуха поршень сервомотора посредством блокирующего золотника будет установлен в положение, ограничивающее величину топливоподачи до безнаддувного уровня.

Выключение топливоподачи осуществляется механическим чувствитеЛьным элементом центробежного регулятора частоты вращения независимо от корректирующего устройства. С увеличением частоты вращения усилие центробежных грузов 44, преодолевая усилие пружины 49, перемещает рычаг

47 с органом 40 влево, уменьшая топливоподачу до нуля.

Использование блокирующего золотника улучшает пусковые качества двигателя с наддувом.

В результате продолжительность стартовой подачи момент ее отключения и начало ограничения наддувной подачи определяется посредством центробежного регулятора частоты вращения самим двигателем. Возможные колебания давления, плотности и вязкости рабочей жидкости (масла в системе смазки двигателя) не отражаются на пуско20 вых качествах двигателя. Повышается общая чувствительность корректирующего устройства, снижается дымность и токсичность отработавших газов двигателя при пуске и работе в зоне малой частоты вращения, снижается расход топлива за счет оптими2S зации процесса пуска и отсутствия вынужденных повторных запусков из-за раннего срабатывания сервомотора корректирующего устройства.

1139872

Составитель С. Березин

Редактор M Недолуженко Техред И. Верее, Корректор Е. Рошко

Заказ 64/25 Тираж 538 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4